Análise da diversidade micorrízica na rizosfera de genótipos de milho (Zea mays L.) contrastantes para eficiência no uso de P utilizando eletroforese em gel de gradiente desnaturante (DGGE).

A diversidade genética de fungos micorrízicos arbusculares (FMA) presentes na rizosfera de genótipos de milho tropicais, selecionados como contrastantes para eficiência no uso de fósforo (P), foi avaliada pela técnica de eletroforese em gel de gradiente desnaturante (DGGE). Fragmentos de DNA ribossômico (rDNA) foram amplificados por PCR, utilizando primers específicos para as famílias Acaulosporaceae e Glomaceae de fungos micorrízicos. Na análise por DGGE, os primers para as famílias Acaulosporaceae e Glomaceae foram eficientes na diferenciação das populações micorrízicas. Os genótipos de milho tiveram uma maior influência na comunidade de FMA da rizosfera do que o nível de P no solo. Os perfis de DGGE revelaram bandas que estavam presentes somente nos genótipos eficientes no uso de P (L3 e HT3060), sugerindo que alguns grupos de FMA foram estimulados por estes genótipos. As espécies Acaulospora longula, A. rugosa, A. scrobiculata, A. morrowiae e Glomus caledonium foram encontradas somente na rizosfera dos genótipos de milho eficientes no uso de P cultivados em solos com baixo teor de fósforo. Uma maior diversidade micorrízica foi encontrada nas amostras coletadas em solos de plantio direto, comparados com solos de plantio convencional. A efetiva colonização das raízes por FMA pode aumentar a eficiência de uso de P de cultivares em solos sob baixo P, influenciando a produção de milho em solos ácidos do Cerrado.

Potencial pedoclimático do Estado de Alagoas para a cultura do milho (Zea mays L.).

O potencial pedoclimático de ambientes para culturas agrícolas depende, além das condições de solo e clima, da geologia, do relevo (topografia) e de fatores biológicos, associados às exigências das culturas. Este trabalho foi realizado em parceria entre a Embrapa Solos UEP-Recife e a Secretaria de Agricultura e Desenvolvimento Agrário do Estado de Alagoas - SEAGRI-AL. O objetivo deste estudo foi avaliar o potencial pedoclimático do Estado de Alagoas para a cultura do milho (Zea Mays L.). Os resultados deste trabalho são apresentados considerando três mesorregiões: 1) Leste alagoano, compreendendo o Litoral e Mata Atlântica, 2) Sertão alagoano porção Oeste do estado, 3) Agreste, porção transicional entre as mesorregiões do Leste e Sertão alagoanos, conforme estabelecido pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). Na obtenção do potencial pedoclimático, as informações do potencial dos solos, obtidos considerando dois níveis tecnológicos para o manejo das terras e das culturas (média tecnologia ou Manejo B, e alta tecnologia ou Manejo C), foram cruzadas com aquelas obtidas para a aptidão climática considerando três cenários pluviométricos: anos chuvosos, anos regulares e anos secos. O cruzamento das informações foi realizado por meio de técnicas de geoprocessamento com o auxílio do software ArcGis, obtendo-se os mapas do potencial pedoclimático. O resultado das interpretações foi organizado em quatro classes de potencial pedoclimático: Preferencial, Médio, Baixo e Muito Baixo. Os resultados indicam que a extensão territorial das classes de potencial pedoclimático apresenta variações importantes em função do nível de manejo adotado e do cenário pluviométrico considerado. Em geral, as áreas com potencial Preferencial estão localizadas nas mesorregiões do Agreste e do Leste Alagoano, onde as condições de solo e de clima são mais favoráveis para o cultivo de milho, com amplitude de 174 km2 a 4.077 km2, o que corresponde a 1% e 15% da área total do estado. Os ambientes com potencial Médio têm ocorrência dispersa nas diferentes regiões do estado, variando de 6.080 km2 a 13.750 km2, compreendendo 25% a 49% da área total, com os maiores valores no manejo com média tecnologia (Manejo B). As áreas que apresentam o potencial Baixo e o Muito Baixo localizam-se, em sua maior parte, na região Oeste do estado, sobretudo no Sertão, onde as limitações de solo e de clima semiárido são mais intensas. Os referidos potenciais também ocorrem na zona úmida costeira, principalmente nos ambientes onde o relevo impõe fortes restrições de uso e manejo do solo e da cultura, independentemente do nível de manejo considerado. Com adoção de alta tecnologia ocorre maior abrangência da classe de potencial pedoclimático Preferencial para a cultura do milho, principalmente na Mesorregião do Agreste, com maior percentual de ocorrência para o cenário pluviométrico regular.

Modification of nitrogen remobilisation, grain fill and leaf senescence in maize (Zea mays L.) by transposon insertional mutagenensis in a protease gene

Donnison, I. S., Gay, A. P., Thomas, Howard, Edwards, K. J., Edwards, D., James, C. L., Thomas, A. M., Ougham, H. J. (2007). Modification of nitrogen remobilization, grain fill and leaf senescence in maize (Zea mays) by transposon insertional mutagenensis in a protease gene. New Phytologist, 173 (3), 481-494. Sponsorship: BBSRC RAE2008

Estimation of in-canopy ammonia sources and sinks in a fertilized Zea mays field.

An analytical model was developed to describe in-canopy vertical distribution of ammonia (NH(3)) sources and sinks and vertical fluxes in a fertilized agricultural setting using measured in-canopy mean NH(3) concentration and wind speed profiles. This model was applied to quantify in-canopy air-surface exchange rates and above-canopy NH(3) fluxes in a fertilized corn (Zea mays) field. Modeled air-canopy NH(3) fluxes agreed well with independent above-canopy flux estimates. Based on the model results, the urea fertilized soil surface was a consistent source of NH(3) one month following the fertilizer application, whereas the vegetation canopy was typically a net NH(3) sink with the lower portion of the canopy being a constant sink. The model results suggested that the canopy was a sink for some 70% of the estimated soil NH(3) emissions. A logical conclusion is that parametrization of within-canopy processes in air quality models are necessary to explore the impact of agricultural field level management practices on regional air quality. Moreover, there are agronomic and environmental benefits to timing liquid fertilizer applications as close to canopy closure as possible. Finally, given the large within-canopy mean NH(3) concentration gradients in such agricultural settings, a discussion about the suitability of the proposed model is also presented.

El tráfico de la maquinaria en diferentes sistemas de labranza y su incidencia sobre la compactación del suelo y el rendimiento del maíz (Zea mays L.) en el partido de Luján

El establecimiento del cultivo depende fundamentalmente de los métodos utilizados para la preparación del suelo y la siembra. Nuestro principal objetivo fue evaluar la compactación del suelo y los efectos de los residuos de la cosecha del maíz (Zea Mays L.) sobre la emergencia de las plántulas y los rendimientos en tres diferentes métodos de labranza: siembra directa (SD), arado de cincel (CN) y arado de reja y vertedera (AV). El estudio se realizó al este de la región pampeana entre Octubre de 2004 y Marzo de 2007. El suelo del sitio de estudio es un Argiudol típico. Nuestras hipótesis de trabajo fueron: a) que los rendimientos de maíz se ven afectados por los métodos de labranza utilizados para la preparación del suelo, y b) que el tráfico, en los tres métodos de labranza, causa compactación subsuperficial del suelo. Las variables medidas fueron: (1) Índice de cono (IC) ) entre 0 y 450 mm, (2) la materia seca de la raíz por planta (MSR), (3) materia seca por planta (MSP), (4) la emergencia de plántulas (EP), y (5) los rendimientos del maíz (RM). Los resultados mostraron que en SD, el nivel de compactación del suelo causo menores rendimientos (disminución entre el 10,7 y el 15,2 por ciento) en comparación con CN y AV. La EP fue más lenta en CN y de AV en comparación con SD, pero resultados similares se obtuvieron 18 días después de la siembra. Los valores más altos MSR se observaron en CN y AV (42,3 y 46,1 g planta-1, respectivamente) en comparación con el SD (37,1 g planta-1). El estudio arrojó las siguientes conclusiones. El RM está directamente relacionado con la MSR por planta, que se vio afectada por la compactación del suelo. El horizonte Ap del suelo tiene que ser labrado para mejorar el RM. A pesar del mayor número de pasadas de equipos en el CN y el AV, todos los sistemas labranza causaron compactación del subsuelo. La EP no se vio afectada por el rastrojo del cultivo.

Efectos de la fecha de siembra sobre el rendimiento y calidad comercial del maíz dulce (Zea Mays L., var. saccharata körn)

El efecto de la fecha de siembra sobre la producción y calidad del cultivo de maíz dulce en el norte de la provincia de Buenos Aires no ha sido estudiado y su conocimiento resulta de suma importancia para la planificación y obtención de resultados óptimos y viabilidad comercial para los productores de dicha zona. En base a esta problemática se estudió el efecto de tres fechas de siembra: 28 de octubre, 9 de noviembre y 5 de diciembre 2009 (fecha 1, 2 y 3, respectivamente) sobre el rendimiento y calidad comercial de Maíz Dulce (Zea Mays L., var. saccharata körn). La hipótesis principal que guió este trabajo fue que el atraso de la fecha de siembra reduciría el tamaño y peso de la espiga de maíz dulce afectando sus parámetros comerciales. Para poner a prueba esta hipótesis, se realizó un ensayo a campo en la localidad de Capilla del Señor, provincia de Buenos Aires. En las tres fechas mencionadas se sembró el híbrido Cahill (P) de un ciclo en fecha de siembra óptima de 75 días. El manejo de los cultivos respondió a un manejo convencional de la zona. Durante el ciclo del cultivo se llevaron a cabo determinaciones densidad y área foliar por planta. El momento de la cosecha se determinó por el método de apreciación visual del grano lechoso. Se tomaron muestras de espigas para la determinación de rendimiento y calidad comercial. El área foliar por planta no presentó diferencias significativas entre la fecha 2 y3, sin embargo hubo una tendencia hacia una mayor área foliar en la fecha 2 (2826 cm2 ± 256) que en la fecha 3 (2596 cm2 ± 256). Además, fue la fecha en la que la radiación acumulada incidente fue mayor (1605 mj/m2) en el ciclo de cultivo, ya que ésta fue en aumento desde principios de octubre hasta fines de enero; a partir de ese momento la radiación cayó marcadamente, coincidiendo con el ciclo del cultivo de la fecha 3 (1555 mj/m2). La mayor radiación incidente y la mayor capacidad de captura de la misma (Área Foliar) se tradujo en un mayor peso de la espiga (270 ± 58 gr) para los cultivos sembrados en la fecha 2 respecto de los de la fecha 3 (204 ± 58) y la fecha 1 (190 ± 58). Por otro lado, los cultivos en la fecha 2 presentaron mejor relación grano/marlo (2,57 ± 0,29) y mayor cantidad de granos comerciales (446 ± 45 granos/espiga) diferenciándose significativamente de los cultivos sembrados en la fecha 3 (1,97 ± 0,29) y la fecha 1 (0,92 ± 0,29) para la relación grano/marlo y también para los granos comerciales, 384 ± 45 y 394 ± 45 en los cultivos de la fecha 3 y 1, respectivamente. En vista de los resultados obtenidos se recomienda la fecha de principios de noviembre como fecha óptima de siembra ya que fue en la que se obtuvo el mayor rendimiento y mejor calidad de producto.

Riesgo de pérdida de nitratos por lixiviación en fertilizaciones nitrogenadas según manejo uniforme y sitio-específico del cultivo de maíz (Zea mays L.)

Cuando los suelos presentan variabilidad edáfica pronunciada a escala de lote y se fertiliza en forma uniforme en base a una dosis promedio de nitrógeno (N), existirán sectores sub-fertilizados y otros sobre-fertilizados que se asocian a un alto riesgo de pérdidas de N por lixiviación. El manejo sitio-específico (MSE) de la fertilización nitrogenada se sustenta en la capacidad de reconocer zonas de manejo para adecuar la aplicación de N a cada unidad reconocida. El objetivo general de esta Tesis fue evaluar la eficacia del MSE en minimizar el contenido de N residual y potencialmente lixiviable, y mejorar la eficiencia en el uso del N del maíz según zonas de manejo. Se determinó el contenido de agua y nitratos del suelo (2-3 m) en tratamientos de fertilización nitrogenada según manejo uniforme (MU) y MSE, previo a la fertilización y a poscosecha del maíz, durante dos años experimentales. La lixiviación de N fue estimada con el modelo NLEAP (Nitrate Leaching and Economic Analysis Package) mediante experimentos de simulación bajo distintos escenarios climáticos. Se observó una reducción del 32 por ciento del N residual en zonas de baja productividad de maíz con MSE de N, respecto del MU, únicamente en el segundo año experimental. Al ponderar el contenido de N residual por la proporción de las zonas de manejo a nivel lote, el MSE logró reducir un 18 por ciento el N residual en promedio en ambos años experimentales. En términos generales, se detectaron diferencias a favor del MSE, respecto del MU, en las eficiencias de uso de agua y N del maíz. Los experimentos de simulación evidenciaron una mayor lixiviación de nitratos con MU que con MSE a nivel lote en todos los escenarios climáticos estudiados del primer año experimental. El MSE de N puede ser considerado como una práctica conservacionista que optimice la eficiencia de uso del agua y N, a la vez de maximizar los rendimientos. Además, puede facilitar la identificación de aquellas áreas dentro del lote con mayor susceptibilidad a las pérdidas de N por lixiviación. La proporción de las zonas de manejo resulta un factor espacial imprescindible para determinar el riesgo potencial de lixiviación de nitratos a nivel lote

Análisis genético de la respuesta de los caracteres ecofisiológicos determinantes del rendimiento en grano a la disponibilidad de nitrógeno en maíz (Zea mays L.)

Un entendimiento del tipo de control genético subyacente a la expresión del rendimiento en grano por planta (RGP) en híbridos de maíz (Zea mays L.) cultivados en condiciones de baja disponibilidad de nitrógeno (N) es crucial para la selección y el desarrollo de genotipos más eficientes en el uso de N. El objetivo de esta tesis fue el estudio de los componentes de la variabilidad genética para componentes numéricos y ecofisiológicos del RGP con atención especial a la expresión de heterosis, tipo de acción génica, y sus interacciones con el ambiente. El estudio consistió de un dialélico completo conducido en condiciones contrastantes de N y disponibilidad de agua para evaluar 25 atributos ecofisiológicos de 6 lineas endocriadas y todos los posibles híbridos simples. Los resultados permitieron (i) demostrar una disminución de la expresión de heterosis en condiciones de restricciones abióticas con efecto predominante sobre la expansión de tejidos, tal como estrés de N o hídrico durante el periodo de crecimiento vegetativo previo a floración; (ii) identificar atributos ecofisiológicos asociados con heterosis para RGP en condiciones de baja pero no de alta disponibilidad de N (i.e. peso grano); (iii) modelar la respuesta de heterosis para RGP a índice ambiental como una relación linear-plateau, identificando un valor umbral por sobre el cual no se observa incremento de heterosis para RGP; (iv) determinar la magnitud y tipo de acción génica de caracteres ecofisiológicos, identificando a la tasa de crecimiento de la espiga durante el periodo crítico como un carácter secundario promisorio dado su fuerte control genético aditivo y asociación con el RGP, así como el índice de área foliar a madurez fisiológica y el peso de grano en condiciones de baja disponibilidad de N. La integración de un modelo genético y ecofisiológico con la finalidad de explorar las relaciones genotipo a fenotipo utilizando los paisajes de adaptación sugiere que atributos tales como la tasa de removilización de N foliar y el N foliar específico podrían ser útiles para la identificación de loci importantes para el control de caracteres cuantitativos en condiciones de baja disponibilidad de N.

Rol de los fitocromo B1 Y B2 en los rasgos arquitecturales y en la habilidad competitiva de las plantas de maíz (Zea mays l) ante cambios en la densidad de siembra

Las plantas de maíz (Zea mays L.) perciben la presencia de individuos a través de cambios en la calidad de luz del ambiente (cambios del R/RL) en el que crecen y desencadenan respuestas foto-morfogénicas a fin de reducir el sombreo mutuo. Los fitocromos B1 y B2 estarían involucrados en estas respuestas. Por otro lado los sistemas de producción del cultivo de maíz en alta densidad de siembra promueven desde etapas tempranas cambios en el crecimiento de las plantas (i.e. distinta habilidad competitiva de los individuos), que podrían estar relacionados con su mayor o menor reactividad en percibir vecinos. Se realizaron dos experimentos a campo con una línea de maíz con fitocromos activos (WT) y sus iso-líneas con mutaciones en los fitocromos B1 y B2, en dos densidades de siembra (9 y 30pl m-2, i.e. variación en R/RL). Los objetivos fueron evaluar i) los determinantes del crecimiento de las plantas y del cultivo, ii) el rol de los fitocromos B en las variables medidas, iii) la variabilidad poblacional del crecimiento y iv) la habilidad competitiva de cada línea en poli-culturas (WT/phyB1, WT/phyB2, phyB1/phyB2 y WT/phyB1/phyB2). La línea phyB1 presentó menor altura y diámetro de tallos, menor área foliar y distribución aleatoria de hojas que la WT. La línea phyB2 sólo presentó menor área foliar. El crecimiento de los cultivos, la producción de biomasa y el rendimiento de grano, sin embargo, se vió afectado por ambas mutaciones de fitocromo B, con una penalidad mayor en phyB1 y con un mayor rendimiento de phyB2 en alta densidad de siembra por una mayor fertilidad de las espigas. Por último, ambas mutaciones redujeron la variabilidad poblacional del cultivo y confirieron a las plantas una menor habilidad competitiva en poli-culturas aunque esto no representó una penalidad en el rendimiento del lote por una mayor fijación de granos en la WT.

Variability in water and nitrogen availability at plot scale and its effect on Maize (Zea Mays L.) production

p.21-30